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EP0441691A1 - Perfectionnements aux cages écrous pour fixations de type aveugle - Google Patents

Perfectionnements aux cages écrous pour fixations de type aveugle Download PDF

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EP0441691A1
EP0441691A1 EP91400258A EP91400258A EP0441691A1 EP 0441691 A1 EP0441691 A1 EP 0441691A1 EP 91400258 A EP91400258 A EP 91400258A EP 91400258 A EP91400258 A EP 91400258A EP 0441691 A1 EP0441691 A1 EP 0441691A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cage
sheet
faces
square
wings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP91400258A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP0441691B1 (fr
Inventor
Bogdan Chrzastek
Gérard Le Blaye
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Comet SA
Original Assignee
Comet SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Comet SA filed Critical Comet SA
Publication of EP0441691A1 publication Critical patent/EP0441691A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0441691B1 publication Critical patent/EP0441691B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
    • F16B37/04—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates
    • F16B37/041—Releasable devices
    • F16B37/043—Releasable devices with snap action
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
    • F16B2037/007—Nuts or like thread-engaging members with a blind hole
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
    • F16B37/005—Nuts or like thread-engaging members into which threads are cut during screwing

Definitions

  • the invention relates to plastic nut cages making blind type screw fastenings possible, that is to say arranged so that they can be laid and fixed on a sheet metal from one of the faces of this sheet for receiving a screw on the side of the same side, due to the inaccessibility of the other side due for example to the fact that the sheet is part of a box closed at least partially, as it happens frequently for vehicle bodies.
  • nut cages those which are capable of interacting with a square hole drilled in the fixing plate and which have the general shape of a sealed cup comprising a bottom successively connected to a side wall and to a radial flange, the side wall having a square external contour and being thickened by at least internal ribs axially freeing only a narrower passage than the fixing screws.
  • the cage is introduced into a square hole in the fixing plate with its bottom first and until its flange is applied against the edge of the hole.
  • Said screw then digs its thread in the plastic of the cage and the slight radial expansion which results from the cage irreversibly blocks on the sheet metal this cage as well as the screw and that the part crossed by this screw.
  • the four faces making up the side wall of the cage are identical and the immobilization of the cage on the sheet at the end of its positioning stroke is ensured by mutual friction of its faces against the edges of the square hole, the dimensions of the cage being chosen as a function of those of the hole so that there is then no play between the cage and the hole.
  • the irreversibility of the assembly can be reinforced by hooking the inaccessible face of the sheet, at the level of the edge of the hole, on slight thicknesses of material provided on the central areas of the four sides of the cage, just below their flat ranges. which are surrounded by the sheet metal at the end of assembly, the crossing of these extra thicknesses during assembly requiring slight radial deformations of the faces considered.
  • the invention aims, above all, to increase the solidity of this attachment while facilitating assembly.
  • the nut cages according to the invention are essentially characterized in that two of their opposite lateral faces each comprise, coming from molding with it, two wings each having the general shape of a right triangle and connected to the zone longitudinal center of the corresponding face along one side of the right angle of the triangle forming a bending hinge, the other side of the right angle extending transversely and being able to bear against the sheet at the end of mounting and the hypotenuse serving as a sliding ramp against an edge of square fixing hole when mounting the cage on the sheet perforated by this hole, the general external contour of the finned portion of the cage being square only when the wings are folded elastically against the corresponding faces of this cage.
  • the invention includes, apart from these main provisions, certain other provisions which are preferably used at the same time and which will be more explicitly discussed below.
  • FIG. 1 shows a nut cage established according to the invention in cross section according to I-I, FIG. 3.
  • Figures 2, 3 and 4 show the same cage-nut, respectively in axial section along II-II, Figure 1, in side view along arrow III, Figure 1, and in side view along arrow IV, Figure 1 .
  • the nut cage considered 1 has the general shape of a sealed cup of symmetrical shape with respect to a central axis X and composed by a bottom 2 successively connected to a side wall 3 and to a radial flange 4.
  • the side wall 3 whose outer contour is square or at least writable in a square, comprises two portions each extending over half of the total length of the cage considered along its axis X, namely a portion 5 in trunk of pyramid slightly converging towards the bottom 2 and a prismatic portion 6 extending the large base of the portion 5.
  • the four faces making up the pyramidal portion 5 are identical.
  • the prismatic portion 6 has, in cross section, the general shape of a rectangle in the sense that two of the faces 6 cette of this portion are relatively narrow and spaced from one another while the other two faces 62 are relatively wide and close together, the adjacent pyramidal portion 5 being connected externally to these latter faces 62 by re-entrant transverse projections 7.
  • Each of the two faces 62 comprises an outer central longitudinal rib 8 which is extended by two triangular wings 9 whose planes form between them a widely open V, for example of the order of 120 to 150 °.
  • the wings 9 can be folded elastically against the corresponding 62 faces and their thickness is such that, when they are folded against these faces, they are inscribed in the square defined by the other two faces 61.
  • each wing extends along a right triangle which is connected to the rib 8 along one side a of the right angle forming a hinge, the other side b of the right angle extending transversely, that is to say perpendicular to the axis X, at an axial distance, from the edge of the collar 4, substantially equal to the thickness of the fixing plate 10 (see FIG. 4).
  • hypotenuse c of the right triangle considered as an oblique sliding ramp shape, capable of cooperating, during assembly of the cage, with the opposite edge of the square hole T (FIG. 1) into which this cage is introduced.
  • each triangle opposite to the longitudinal hinge side a , is advantageously chipped along a straight section d parallel to said side a .
  • each triangular wing opposite its transverse side b , is arranged on the side of the bottom 2 of the cage.
  • the collar 4 is advantageously constituted by a thin, slightly convex veil covering the cage in the manner of an umbrella, the edge of this collar being able to come to bear elastically in leaktight manner against the sheet 10 at the end of the assembly of the cage .
  • the interior volume of the cage is lined with longitudinal ribs 11 molded from this cage and projecting radially on the four faces of the latter so as to reserve axially in the center of the cage a narrower space than the screws to be received. .
  • these screws can hollow out their threads in the material constituting said ribs, which is a plastic material such as in particular a polyamide or an acetal resin.
  • the square holes T drilled in the sheet 10 to receive the cages considered have dimensions which are only very little greater than those of the square contour of the prismatic portion 6 of each cage.
  • the dimensions of the cage are such that at this instant the wings 9 have completely passed through the sheet and relax transversely behind this sheet while firmly pressing against the face of said sheet, inaccessible from the outside.

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Abstract

Il s'agit d'une cage-écrou en matière plastique pour fixation de type aveugle, propre à être montée dans un trou carré d'une tôle (10) et à recevoir une vis creusant son filet dans elle, et présentant la forme générale d'un godet étanche comprenant un fond raccordé à quatre faces latérales et à une collerette radiale (4). Deux de ses faces latérales opposées comprennent chacune, venues de moulage avec elle, deux ailes (9) présentant chacune la forme générale d'un triangle rectangle et raccordées à la zone centrale longitudinale de la face correspondante le long d'un côté (a) de l'angle droit du triangle formant charnière de flexion, l'autre côté (b) de l'angle droit s'étendant transversalement et étant propre à prendre appui contre la tôle en fin de montage et l'hypoténuse (c) servant de rampe de glissement contre un bord du trou carré de fixation lors du montage de la cage sur la tôle. <IMAGE>

Description

  • L'invention est relative aux cages-écrous en matière plastique rendant possibles des fixations de type aveugle par vissage, c'est-à-dire agencées de façon à pouvoir être posées et fixées sur une tôle à partir de l'une des faces de cette tôle en vue de recevoir une vis se présentant du côté de cette même face, en raison de l'inaccessibilité de l'autre face due par exemple au fait que la tôle fait partie d'un caisson fermé au moins partiellement, comme il arrive fréquemment pour les carrosseries de véhicules.
  • Elle concerne plus particulièrement, parmi ces cages-écrous, celles qui sont susceptibles de coagir avec un trou carré percé dans la tôle de fixation et qui présentent la forme générale d'un godet étanche comprenant un fond raccordé successivement à une paroi latérale et à une collerette radiale, la paroi latérale présentant un contour extérieur carré et étant épaissie par au moins des nervures intérieures ne dégageant axialement qu'un passage plus étroit que les vis de fixation.
  • La mise en oeuvre d'une telle cage est la suivante.
  • On introduit la cage dans un trou carré de la tôle de fixation avec son fond en premier et jusqu'à application de sa collerette contre le bord du trou.
  • Pour monter une pièce quelconque sur la tôle, il suffit alors de faire traverser un trou de cette pièce par une vis appropriée, puis de visser à fond cette vis dans la cage ainsi mise en place.
  • Ladite vis creuse alors son filet dans la matière plastique de la cage et la légère expansion radiale qui en résulte de la cage bloque irréversiblement sur la tôle cette cage ainsi que la vis et que la pièce traversée par cette vis.
  • Dans les modes de réalisation connus des cages en question, les quatre faces composant la paroi latérale de la cage sont identiques et l'immobilisation de la cage sur la tôle à la fin de sa course de mise en place est assurée par friction mutelle de ses faces contre les bords du trou carré, les dimensions de la cage étant choisies en fonction de celles du trou de façon qu'il n'y ait alors aucun jeu entre la cage et le trou.
  • L'irréversibilité du montage peut être renforcée par accrochage de la face inaccessible de la tôle, au niveau du bord du trou, sur de légères surépaisseurs de matière prévues sur les zones centrales des quatre faces de la cage, juste en deçà de leurs plages planes qui sont entourées par la tôle en fin de montage, le franchissement de ces surépaisseurs lors du montage exigeant de légères déformations radiales des faces considérées.
  • Mais ces surépaisseurs ont une très faible hauteur, de l'ordre de 0,2 mm, vu la faible déformabilité des faces considérées.
  • Il en résulte que l'accrochage des cages sur la tôle, tant avant qu'après vissage des vis correspondantes, est peu solide.
  • L'invention a pour but, surtout, d'augmenter la solidité de cet accrochage tout en facilitant le montage.
  • A cet effet, les cages-écrous selon l'invention sont essentiellement caractérisées en ce que deux de leurs faces latérales opposées comprennent chacune, venues de moulage avec elle, deux ailes présentant chacune la forme générale d'un triangle rectangle et raccordées à la zone centrale longitudinale de la face correspondante le long d'un côté de l'angle droit du triangle formant charnière de flexion, l'autre côté de l'angle droit s'étendant transversalement et étant propre à prendre appui contre la tôle en fin de montage et l'hypoténuse servant de rampe de glissement contre un bord de trou carré de fixation lors du montage de la cage sur la tôle perforée par ce trou, le contour général extérieur de la portion ailetée de la cage étant carré uniquement lorsque les ailes sont rabattues élastiquement contre les faces correspondantes de cette cage.
  • Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou l'autre des dispositions suivantes :
    • l'angle, de chaque aile, le plus éloigné du corps de la cage est écorné selon un segment de droite parallèle à la direction longitudinale de la cage,
    • la section transversale de la paroi latérale continue de la cage, au niveau de sa portion ailetée, est rectangulaire, les deux faces qui portent les ailes étant plus grandes et plus rapprochées mutuellement que les deux autres.
  • L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après.
  • Dans ce qui suit, l'on va décrire un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limitative.
  • La figure 1, de ce dessin, montre une cage-écrou établie selon l'invention en coupe transversale selon I-I, figure 3.
  • Les figures 2, 3 et 4 montrent la même cage-écrou, respectivement en coupe axiale selon II-II, figure 1, en vue de côté selon la flèche III, figure 1, et en vue de côté suivant la flèche IV, figure 1.
  • D'une façon connue en soi, la cage écrou considérée 1 présente la forme générale d'un godet étanche de forme symétrique par rapport à un axe central X et composé par un fond 2 raccordé successivement à une paroi latérale 3 et à une collerette radiale 4.
  • La paroi latérale 3, dont le contour extérieur est carré ou tout au moins inscriptible dans un carré, comprend deux portions s'étendant chacune sur la moitié de la longueur totale de la cage considérée selon son axe X, savoir une portion 5 en tronc de pyramide légèrement convergente vers le fond 2 et une portion prismatique 6 prolongeant la grande base de la portion 5.
  • Les quatre faces composant la portion pyramidale 5 sont identiques.
  • Mais la portion prismatique 6 présente en section transversale la forme générale d'un rectangle en ce sens que deux des faces 6₁ de cette portion sont relativement étroites et écartées l'une de l'autre alors que les deux autres faces 6₂ sont relativement larges et rapprochées, la portion pyramidale 5 adjacente étant raccordée extérieurement à ces dernières faces 6₂ par des ressauts transversaux rentrants 7.
  • Chacune des deux faces 6₂ comprend une nervure longitudinale centrale extérieure 8 qui est prolongée par deux ailes triangulaires 9 dont les plans forment entre eux un V largement ouvert, par exemple de l'ordre de 120 à 150°.
  • Les ailes 9 peuvent être rabattues élastiquement contre les faces 6₂ correspondantes et leur épaisseur est telle que, lorsqu'elles sont rabattues contre ces faces, elles sont inscrites dans le carré défini par les deux autres faces 6₁.
  • Le contour de chaque aile s'étend selon un triangle rectangle qui est raccordé à la nervure 8 selon un côté a de l'angle droit formant charnière, l'autre côté b de l'angle droit s'étendant transversalement, c'est-à-dire perpendiculairement à l'axe X, à une distance axiale, du bord de la collerette 4, sensiblement égale à l'épaisseur de la tôle de fixation 10 (voir figure 4).
  • L'hypoténuse c du triangle rectangle considéré forme rampe de glissement oblique, propre à coopérer, lors du montage de la cage, avec le bord en regard du trou carré T (figure 1) dans lequel est introduite cette cage.
  • L'angle, de chaque triangle, opposé au côté-charnière longitudinal a, est avantageusement écorné selon un tronçon rectiligne d parallèle audit côté a.
  • La pointe P, de chaque aile triangulaire, opposée à son côté transversal b, est disposée du côté du fond 2 de la cage.
  • La collerette 4 est avantageusement constituée par un voile mince légèrement bombé recouvrant la cage à la façon d'une ombrelle, le bord de cette collerette étant propre à venir prendre appui élastiquement de façon étanche contre la tôle 10 à la fin du montage de la cage.
  • Le volume intérieur de la cage est tapissé par des nervures longitudinales 11 venues de moulage avec cette cage et faisant saillie radialement sur les quatre faces de celle-ci de façon à réserver axialement au centre de la cage un espace plus étroit que les vis à recevoir.
  • De la sorte, ces vis peuvent creuser leurs filets dans la matière constitutive desdites nervures, qui est une matière plastique telle que notamment une polyamide ou une résine acétal.
  • Les trous carrés T percés dans la tôle 10 pour recevoir les cages considérées présentent des dimensions qui sont seulement très peu supérieures à celles du contour carré de la portion prismatique 6 de chaque cage.
  • Pour effectuer le montage d'une cage dans un tel trou T, il suffit d'introduire la cage dans ce trou, parallèlement à son axe X, avec le fond 2 en avant.
  • Lorsque les ailes 9 viennent au contact avec les bords du trou en commençant par leurs pointes P, leurs tranches obliques c glissent le long de ces bords : ces ailes fléchissent donc progressivement de façon à s'escamoter suffisamment pour le passage de la cage, et ce jusqu'à ce que la collerette 4 vienne buter contre la tôle 10.
  • Les cotes de la cage sont telles qu'à cet instant les ailes 9 ont totalement traversé la tôle et se détendent transversalement derrière cette tôle en prenant solidement appui contre la face, de ladite tôle, inaccessible de l'extérieur.
  • Les portions S (figure 1) de ces ailes qui sont alors transversalement en saillie au-delà du carré délimitant le trou T prennent alors appui axialement contre la tôle en assurant un accrochage solide et irréversible de la cage sur cette tôle.
  • En suite de quoi et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose finalement d'une cage-écrou dont la constitution, le montage et les avantages résultent suffisamment de ce qui précède.
  • Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.

Claims (3)

  1. Cage-écrou en matière plastique pour fixation de type aveugle, propre à être montée dans un trou carré (T) d'une tôle (10) et à recevoir une vis creusant son filet dans elle, et présentant la forme générale d'un godet étanche comprenant un fond (2) raccordé successivement à quatre faces latérales et à une collerette radiale (4), caractérisée en ce que deux de ses faces latérales opposées (6₂) comprennent chacune, venues de moulage ave celle, deux ailes (9) présentant chacune la forme générale d'un triangle rectangle et raccordées à la zone centrale longitudinale de la face correspondante le long d'un côté (a) de l'angle droit du triangle formant charnière de flexion, l'autre côté (b) de l'angle droit s'étendant transversalement et étant propre à prendre appui contre la tôle (10) en fin de montage et l'hypoténuse (c) servant de rampe de glissement contre un bord du trou carré de fixation (T) lors du montage de la cage sur la tôle, le contour général extérieur de la portion ailetée de la cage étant carré uniquement lorsque les ailes sont rabattues élastiquement contre les faces correspondantes de cette cage.
  2. Cage-écrou selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'angle, de chaque aile, le plus éloigné du corps de la cage est écorné selon un segment de droite (d) parallèle à la direction longitudinale de la cage.
  3. Cage-écrou selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisée en ce que la section transversale de la paroi latérale continue de la cage, au niveau de sa portion ailetée, est rectangulaire, les deux faces (6₂) qui portent les ailes étant plus grandes et plus rapprochées mutuellement que les deux autres (6₁).
EP19910400258 1990-02-07 1991-02-04 Perfectionnements aux cages écrous pour fixations de type aveugle Expired - Lifetime EP0441691B1 (fr)

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EP0441691A1 true EP0441691A1 (fr) 1991-08-14
EP0441691B1 EP0441691B1 (fr) 1993-10-13

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